KR20150083746A - 인터커넥터 및 이를 구비한 태양전지 모듈 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예에 따른 인터커넥터는 제1 방향으로 서로 이웃한 2개의 후면 접합 태양전지 중 어느 한 태양전지의 제1 전극부를 다른 한 태양전지의 제2 전극부에 연결하는 도전성 금속을 포함하고, 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 일정한 간격을 두고 위치하며 후면 접합 태양전지의 해당 전극부와 접합되는 적어도 2개의 탭부(tap portion) 및 제2 방향으로 이격된 적어도 2개의 탭부를 연결하도록 상기 제2 방향으로 연장된 브릿지부(bridge portion)를 포함하며, 후면 접합 태양전지와 마주하는 상기 도전성 금속의 전면(front surface)에 있어서, 후면 접합 태양전지와 탭부가 중첩하는 중첩 영역 중 적어도 일부의 탭부에는 절연층이 위치하며, 절연층은 브릿지부의 적어도 일부 영역에는 위치하지 않는다.
Description
본 발명은 서로 이웃한 2개의 후면 접합 태양전지를 전기적으로 연결하는 인터커넥터 및 이를 구비한 태양전지 모듈에 관한 것이다.
최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예측되면서 이들을 대체할 신 재생 에너지에 대한 관심이 높아지면서, 태양 에너지로부터 전기 에너지를 생산하는 태양전지가 주목 받고 있다.
일반적인 태양전지는 p형과 n형처럼 서로 다른 도전성 타입(conductive type)의 반도체로 각각 이루어지는 기판(substrate) 및 에미터부(emitter layer), 그리고 기판과 에미터부에 각각 연결된 전극을 구비한다. 이때, 기판과 에미터부의 계면에는 p-n 접합이 형성된다.
이러한 태양전지에 빛이 입사되면 반도체 내부의 전자가 광전 효과(photoelectric effect)에 의해 자유전자(free electron)(이하, '전자'라 함)가 되고, 전자와 정공은 p-n 접합의 원리에 따라 n형 반도체와 p형 반도체 쪽으로, 예를 들어 에미터부와 기판 쪽으로 각각 이동한다. 그리고 이동한 전자와 정공은 기판 및 에미터부에 전기적으로 연결된 각각의 전극에 의해 수집된다.
한편, 근래에는 전자용 집전부 및 정공용 집전부를 기판의 후면, 즉 빛이 입사되지 않는 후면에 형성함으로써 수광 면적을 증가시켜 태양전지의 효율을 향상시키는 후면 접합(interdigitated back contact) 태양전지가 개발되고 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 제조 원가가 절감되고 효율이 향상된 태양전지 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 인터커넥터는 제1 방향으로 서로 이웃한 2개의 후면 접합 태양전지 중 어느 한 태양전지의 제1 전극부를 다른 한 태양전지의 제2 전극부에 연결하는 도전성 금속을 포함하고, 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 일정한 간격을 두고 위치하며 후면 접합 태양전지의 해당 전극부와 접합되는 적어도 2개의 탭부(tap portion) 및 제2 방향으로 이격된 적어도 2개의 탭부를 연결하도록 상기 제2 방향으로 연장된 브릿지부(bridge portion)를 포함하며, 후면 접합 태양전지와 마주하는 상기 인터커넥터의 전면(front surface)에 있어서, 후면 접합 태양전지와 탭부가 중첩하는 중첩 영역 중 적어도 일부의 탭부에는 절연층이 위치하며, 절연층은 브릿지부의 적어도 일부 영역에는 위치하지 않는다.
이러한 구성의 인터커넥터에 있어서, 도전성 금속의 전면(front surface)에는 주석(Sn) 계열의 솔더(solder)를 포함하는 코팅층이 형성될 수 있고, 절연층은 코팅층 위에 위치할 수 있다.
이와는 달리, 코팅층은 도전성 금속의 전면(front surface) 중 일부 영역에만 형성될 수 있고, 절연층은 코팅층이 위치하지 않는 영역의 도전성 금속의 전면(front surface)에 위치할 수 있다.
한 예로, 탭부의 중첩 영역은 해당 전극부와 접합되며 제1 방향으로 이격된 2개의 접합 영역 및 해당 전극부와 접합되지 않으며 제1 방향으로 이격된 2개의 미접합 영역을 포함할 수 있고, 탭부는 미접합 영역 사이에 위치하는 브릿지 영역을 더 포함할 수 있으며, 절연층은 미접합 영역에 위치할 수 있다.
미접합 영역은 접합 영역과 브릿지 영역 사이에 위치할 수 있다.
절연층의 제1 방향 폭은 미접합 영역의 제1 방향 폭과 동일하거나, 미접합 영역의 제1 방향 폭보다 크게 형성될 수 있다.
제1 방향으로 서로 이웃한 절연층 사이의 간격은 브릿지부의 제1 방향 최대 폭과 동일하거나, 브릿지부의 제1 방향 최대 폭보다 작게 형성될 수 있다.
제1 방향으로 서로 이웃한 절연층 사이의 간격은 제1 방향으로 이웃한 후면 접합 태양전지 사이의 간격과 동일하거나, 제1 방향으로 이웃한 후면 접합 태양전지 사이의 간격보다 작게 형성될 수 있다.
탭부의 접합 영역에는 주석(Sn) 계열의 솔더 페이스트 또는 은(Ag) 계열의 도전성 페이스트로 형성되는 접착제가 위치할 수 있다.
이러한 구성의 후면 접합 태양전지와 인터커넥터를 구비한 태양전지 모듈은 절연층이 위치하지 않는 영역의 브릿지부와 직접 접촉하며 후면 접합 태양전지를 밀봉하는 밀봉재를 더 포함할 수 있다.
이러한 특징에 의하면, 인터커넥터를 구성하는 도전성 금속의 전면(front surface)에서 브릿지부의 적어도 일부 영역에는 절연층이 위치하지 않으며, 절연층이 후면 접합 태양전지와 탭부가 중첩하는 중첩 영역 중 후면 접합 태양전지의 해당 전극부와 접합되지 않는 미접합 영역에 위치하므로, 후면 접합 태양전지와 도전성 금속 사이에서 발생화는 션트(shunt)를 억제하기 위한 종래의 절연 시트(insulation sheet)를 제거할 수 있다. 따라서, 태양전지의 모듈화 공정을 단순화할 수 있다.
또한, 도전성 금속의 접합 영역에 접착제가 미리 도포되어 있으므로, 모듈화 공정에서 접착제를 도포하기 위한 공정을 제거할 수 있어 태양전지의 모듈화 공정을 더욱 단순화할 수 있으며, 도전성 금속의 탭부와 후면 접합 태양전지의 패드 간의 정렬 불량으로 인한 전기적 손실(electrical loss)을 줄일 수 있다.
도 1은 후면 접합 태양전지의 후면을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 제2 방향 부분 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 인터커넥터를 구비한 태양전지 모듈의 주요부 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시한 인터커넥터의 정면도이다.
도 5는 도 4의 주요부 확대도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 인터커넥터의 주요부 단면도이다.
도 2는 도 1의 제2 방향 부분 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 인터커넥터를 구비한 태양전지 모듈의 주요부 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시한 인터커넥터의 정면도이다.
도 5는 도 4의 주요부 확대도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 인터커넥터의 주요부 단면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해될 수 있다.
본 발명을 설명함에 있어서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지 않을 수 있다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
"및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함할 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "결합되어" 있다고 언급되는 경우는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 결합되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해될 수 있다.
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 결합되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로서, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있으며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않을 수 있다.
아울러, 이하의 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것으로서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명에 대하여 설명한다.
이하의 실시예에서는 정공용 전극, 전자용 전극, 정공용 집전부 및 전자용 집전부가 모두 반도체 기판의 후면에 위치한 후면 접합 태양전지에 대해 설명하지만, 본 발명은 정공용 전극(또는 전자용 전극)이 반도체 기판의 전면에 위치하고 전자용 전극(또는 정공용 전극), 정공용 집전부 및 전자용 집전부가 반도체 기판의 후면에 위치하는 MWT(Metal Wrap Through) 구조의 태양전지에도 적용이 가능하다.
그리고 집전부 대신에 전극과 연결된 패드부를 구비한 태양전지에도 적용이 가능하다. 이때, 연결 부재의 탭부는 태양전지의 패드부에 접합된다.
도 1은 후면 접합 태양전지의 후면을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1의 제2 방향 부분 단면도이다.
그리고 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 인터커넥터를 구비한 태양전지 모듈의 주요부 단면도이고, 도 4는 도 3에 도시한 인터커넥터의 정면도이며, 도 5는 도 4의 주요부 확대도이다.
먼저 도 1 및 도 2를 참고하여 후면 접합 태양전지에 대해 설명하면, 후면 접합 태양전지(100)는 제1 도전성 타입의 반도체 기판(110), 반도체 기판(110)의 수광면, 예컨대 전면(front surface)에 형성된 전면 유전층(120), 전면 유전층(120) 위에 형성된 반사 방지막(130), 반도체 기판(110)의 다른 면, 즉 후면(back surface)에 형성되어 있고 제1 도전성 타입의 불순물이 고농도로 도핑된 제1 도핑부(141), 제1 도핑부(141)와 이웃한 위치에서 반도체 기판(110)의 후면에 형성되고 제1 도전성 타입과 반대 타입인 제2 도전성 타입의 불순물이 고농도로 도핑된 제2 도핑부(142), 제1 도핑부(141)와 제2 도핑부(142)의 일부를 노출하는 후면 유전층(150), 후면 유전층(150)에 의해 노출된 제1 도핑부(141)와 전기적으로 연결되는 복수의 전자용 전극(160, 이하, '제1 전극'이라 함), 후면 유전층(150)에 의해 노출된 제2 도핑부(142)와 전기적으로 연결되는 복수의 정공용 전극(170, 이하, '제2 전극'이라 함), 반도체 기판(110)의 후면 중 제1 모서리(E1) 쪽에 위치하는 복수의 전자용 패드(160b, 이하, '제1 전극용 패드'라 함), 그리고 반도체 기판(110)의 후면 중 제1 모서리(E1)와 마주하는 제2 모서리(E2) 쪽에 위치하는 복수의 정공용 패드(170b, 이하, '제2 전극용 패드'라 함)를 포함한다.
여기에서, 반도체 기판(110)의 제1 모서리(E1)는 도 1에서 제1 방향(X-X')으로 좌측에 위치하는 모서리를 말하고, 제2 모서리(E2)는 제1 방향(X-X')으로 우측에 위치하는 모서리를 말한다.
따라서, 제1 모서리(E1)와 제2 모서리(E2)는 각각 제1 방향(X-X')에 직교하는 제2 방향(Y-Y')으로 길게 형성된다.
복수의 제1 전극(160)은 반도체 기판(110)의 제1 모서리(E1) 및 제2 모서리(E2)와 직교하는 방향, 즉 제1 방향(X-X')으로 연장되며, 복수의 제2 전극(170)은 제1 모서리(E1) 및 제2 모서리(E2)의 길이 방향(Y-Y'), 즉 제2 방향(Y-Y')을 따라 제1 전극(160)과 교대로 위치하며 복수의 제1 전극(160)과 동일한 방향, 즉 제1 방향(X-X')으로 연장된다.
그리고 복수의 제1 전극(160)들의 왼쪽 단부들은 제1 모서리(E1) 쪽에서 제1 전극용 패드(160b)와 전기적으로 연결되고, 복수의 제2 전극(170)들의 오른쪽 단부들은 제2 모서리(E1) 쪽에서 제2 전극용 패드(170b)와 전기적으로 연결된다.
반도체 기판(110)의 수광면은 복수 개의 요철(111)을 구비한 텍스처링 표면(texturing surface)으로 형성된다. 따라서, 전면 유전층(120) 및 반사 방지막(130)도 텍스처링 표면으로 형성된다.
반도체 기판(110)은 제1 도전성 타입, 예를 들어 n형의 단결정질 실리콘으로 이루어진다. 하지만 이와는 달리, 반도체 기판(110)은 p형의 도전성 타입을 가질 수 있고, 다결정 실리콘으로 이루어질 수 있다. 또한 반도체 기판(110)은 실리콘 이외의 다른 반도체 물질로 이루어질 수도 있다.
반도체 기판(110)의 수광면이 복수의 요철(111)을 구비하는 텍스처링(texturing) 표면으로 형성되므로, 빛의 흡수율이 증가되어 태양전지의 효율이 향상된다.
복수의 요철(111)이 형성된 반도체 기판(110)의 수광면에 형성된 전면 유전층(120)은 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb) 등과 같이 5가 원소의 불순물이 반도체 기판(110)보다 높은 고농도로 도핑된 막일 수 있으며, BSF(back surface field)와 유사한 FSF(front surface field)로 작용할 수 있다. 따라서 입사되는 빛에 의해 분리된 전자와 정공이 반도체 기판(110)의 수광면 표면에서 재결합되어 소멸하는 것이 방지된다.
전면 유전층(120)의 표면에 형성된 반사 방지막(130)은 실리콘 질화막(SiNx)이나 실리콘 산화막(SiO2) 등으로 이루어진다. 반사 방지막(130)은 입사되는 태양 광의 반사율을 줄이고 특정한 파장 영역의 선택성을 증가시켜, 태양전지의 효율을 높인다.
반도체 기판(110)의 후면에 형성된 복수의 제1 도핑부(141)에는 n형 불순물이 반도체 기판(110)보다 높은 고농도로 도핑되어 있으며, 복수의 제2 도핑부(142)에는 p형 불순물이 고농도로 도핑되어 있다. 따라서 제2 도핑부(142)는 n형의 반도체 기판(110)과 p-n 접합을 형성한다.
제1 도핑부(141)와 제2 도핑부(142)는 캐리어(전자와 정공)들의 이동 통로로서 작용한다.
제1 도핑부(141)와 제2 도핑부(142)의 일부분을 노출하는 후면 유전층(150)은 실리콘 산화막(SiO2), 실리콘 질화막(SiNx) 또는 이들의 조합 등으로 형성될 수 있다.
후면 유전층(150)은 전자와 정공으로 분리된 캐리어가 재결합되는 것을 방지하고 입사된 빛이 외부로 손실되지 않도록 태양전지 내부로 반사시켜 외부로 손실되는 빛의 양을 감소시키는 BSF로 작용할 수 있다.
후면 유전층(150)은 단일막으로 형성될 수 있지만, 이중막 또는 삼중막과 같은 다층 구조를 가질 수 있다.
후면 유전층(150)으로 덮여지지 않은 제1 도핑부(141)와 이 제1 도핑부(141)에 인접한 후면 유전층(150) 부분 위에는 제1 전극(160)이 형성되고, 후면 유전층(150)으로 덮여지지 않은 제2 도핑부(142)와 이 제2 도핑부(142)에 인접한 후면 유전층(150) 부분 위에는 제2 전극(170)이 형성된다.
그리고, 반도체 기판(110)의 후면 중 도 1의 좌측에 위치하는 제1 모서리(E1) 쪽에는 복수의 제1 전극과 전기적으로 연결된 복수의 제1 전극용 패드(160b)가 형성되고, 도 1의 우측에 위치하는 제2 모서리(E2) 쪽에는 복수의 제2 전극(170)과 전기적으로 연결된 복수의 제2 전극용 패드(170b)가 형성된다.
복수의 제1 전극용 패드(160b)는 제2 방향(Y-Y')으로 연장된 집전 전극(160a)에 의해 전기적으로 연결될 수 있고, 복수의 제2 전극용 패드(170b)는 제2 방향으로 연장된 집전 전극(170a)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.
이러한 구성의 후면 접합 태양전지를 복수 개 구비한 태양전지 모듈은 서로 이웃한 2개의 후면 접합 태양전지를 전기적으로 연결하기 위한 인터커넥터(200)와, 후면 접합 태양전지를 밀봉하는 밀봉재(300), 광 투과성의 전면 기판(310) 및 후면 기판(320)을 포함한다.
본 실시예를 설명함에 있어서, 서로 이웃한 2개의 후면 접합 태양전지 중 어느 한 태양전지를 제1 태양전지(100A)라 하고, 다른 한 태양전지를 제2 태양전지(100B)라 한다.
인터커넥터(200)는 서로 이웃한 제1 태양전지(100A)의 제2 전극용 패드(170b)를 제2 태양전지(100B)의 제1 전극용 패드(160b)에 연결하기 위해 사용된다.
인터커넥터(200)는 도전성 금속(210)을 포함하며, 제1 방향(X-X')에 직교하는 제2 방향(Y-Y')으로 일정한 간격을 두고 위치하며 후면 접합 태양전지(100)의 해당 패드부(160b, 170b)와 접합되는 적어도 2개의 탭부(tap portion, 220) 및 제2 방향(Y-Y')으로 이격된 적어도 2개의 탭부(220)를 연결하도록 제2 방향(Y-Y')으로 연장된 브릿지부(bridge portion, 230)를 구비한다.
도 4는 3개의 탭부를 구비한 인터커넥터(200)를 도시하고 있으며, 3개의 탭부는 제2 방향(Y-Y')으로 인터커넥터(200)의 양쪽 단부에 각각 위치하는 제1 탭부(220-1) 및 제2 탭부(220-2)과, 제1 탭부(220-1)와 제2 탭부(220-2)의 사이에 위치하는 제3 탭부(220-3)를 포함한다.
이때, 제3 탭부(220-3)는 인터커넥터(200)의 길이방향(Y-Y') 중심에 위치할 수 있다.
즉, 제3 탭부(220-3)는 제1 탭부(220-1) 및 제2 탭부(220-2)와 각각 동일한 간격으로 이격될 수 있다.
이와는 달리, 제3 탭부(220-3)와 제1 탭부(220-1) 사이의 간격은 제3 탭부(220-3)와 제2 탭부(220-2) 사이의 간격보다 크거나 작을 수 있다.
이러한 구성의 인터커넥터(200)에 있어서, 후면 접합 태양전지(100)와 마주하는 도전성 금속(210)의 전면(front surface) 쪽에는 후면 접합 태양전지(100)와 탭부(220)가 중첩하는 중첩 영역(OA, overlap area) 중 적어도 일부의 탭부에 절연층(240)이 위치하며, 절연층(240)은 브릿지부(230)의 적어도 일부 영역에는 위치하지 않는다.
도 5에 도시한 바와 같이, 탭부(220)의 중첩 영역(OA)은 해당 패드부(160b, 170b)와 접합되며 제1 방향(X-X')으로 이격된 2개의 접합 영역(OA-1), 해당 패드부(160b, 170b)와 접합되지 않으며 제1 방향(X-X')으로 이격된 2개의 미접합 영역(OA-2)을 포함한다.
그리고 미접합 영역(OA-2)의 사이에는 브릿지 영역(BA, bridge area)이 위치하며, 미접합 영역(OA-2)은 접합 영역(OA-1)과 브릿지 영역(BA) 사이에 위치한다.
탭부(220)의 접합 영역(OA-1)에는 탭부(220)와 해당 패드부(160b, 170b)의 접합을 위한 접착제(250), 예컨대, 주석(Sn) 계열의 솔더 페이스트 또는 은(Ag) 계열의 도전성 페이스트로 형성되는 접착제(250)가 위치할 수 있다.
절연층(240)의 제1 방향 폭(W1)은 미접합 영역(OA-2)의 제1 방향 폭(W2)과 동일하게 형성될 수 있다.
이 경우, 도 5에 실선으로 도시한 바와 같이, 절연층(240)은 탭부(220)의 미접합 영역(OA-2)에만 위치하고, 브릿지부(230)의 전체 영역과 탭부(220)의 접합 영역(OA-1) 및 브릿지 영역(BA)에는 위치하지 않는다.
이와는 달리, 절연층(240)의 제1 방향 폭(W1)은 미접합 영역(OA-2)의 제1 방향 폭(W2)보다 크게 형성될 수 있다.
이 경우, 절연층(240)은 도 5에 가상선으로 도시한 바와 같이, 탭부(220)의 미접합 영역(OA-2) 전체와 브릿지 영역(BA)의 일부분 위에 위치하고, 브릿지부(230)의 전체 영역과 탭부(220)의 접합 영역(OA-1), 그리고 브릿지 영역(BA)의 나머지 부분에는 위치하지 않는다.
이와는 달리, 도시하지는 않았지만, 절연층(240)은 미접합 영역(OA-2)의 일부분 및 브릿지 영역(BA)의 일부분 위에 위치하는 것도 가능하다.
한편, 제1 방향(X-X')으로 서로 이웃한 절연층(240) 사이의 간격(D1)은 브릿지부(230)의 제1 방향 최대 폭(W3)과 동일하거나, 브릿지부(230)의 제1 방향 최대 폭(W3)보다 작게 형성될 수 있다.
여기에서, 브릿지부(230)의 제1 방향 최대 폭(W3)은 브릿지부(230)의 제1 방향 폭이 균일한 경우에는 브릿지부(230)의 제1 방향 폭을 말하고, 브릿지부(230)의 제1 방향 폭이 균일하지 않은 경우에는 가장 큰 폭을 말한다.
또한, 제1 방향(X-X')으로 서로 이웃한 절연층(240) 사이의 간격(D1)은 제1 방향으로 이웃한 후면 접합 태양전지(100A, 100B) 사이의 간격(D2)과 동일하게 형성될 수 있다.
이 경우, 도 3 및 도 5에 실선으로 도시한 바와 같이, 절연층(240)은 탭부(220)의 미접합 영역(OA-2)에만 위치하고, 브릿지부(230)의 전체 영역과 탭부(220)의 접합 영역(OA-1) 및 브릿지 영역(BA)에는 위치하지 않으며, 제1 방향(X-X')으로 서로 이웃한 절연층(240) 사이의 간격(D1)은 브릿지부(230)의 제1 방향 최대 폭(W3)과 동일하다.
이와는 달리, 서로 이웃한 절연층(240) 사이의 간격(D1)은 제1 방향으로 이웃한 후면 접합 태양전지(100A, 100B) 사이의 간격(D2)보다 작게 형성될 수 있다.
이 경우, 절연층(240)은 도 5에 가상선으로 도시한 바와 같이, 탭부(220)의 미접합 영역(OA-2) 전체와 브릿지 영역(BA)의 일부분 위에 위치하고, 브릿지부(230)의 전체 영역과 탭부(220)의 접합 영역(OA-1), 그리고 브릿지 영역(BA)의 나머지 부분에는 위치하지 않으며, 제1 방향(X-X')으로 서로 이웃한 절연층(240) 사이의 간격(D1)은 브릿지부(230)의 제1 방향 최대 폭(W3)보다 작게 형성된다.
한편, 도전성 금속(210)의 적어도 전면(front surface)에는 주석(Sn) 계열의 솔더(solder)를 포함하는 코팅층(260)이 형성될 수 있다. 한 예로, 코팅층(260)은 도전성 금속(210)의 전면, 후면 및 측면에 위치할 수 있으며, 이때, 절연층(240) 및 접착제(250)는 도 3에 도시한 바와 같이 코팅층(260) 위에 위치할 수 있다.
이와는 달리, 도 6에 도시한 바와 같이, 코팅층(260)은 도전성 금속(210)의 전면(front surface) 중 일부 영역에만 형성될 수 있고, 절연층(240)은 코팅층(260)이 위치하지 않는 영역의 도전성 금속(210)의 전면(front surface)에 위치할 수 있다.
한편, 위에서 언급한 바와 같이 복수의 후면 접합 태양전지를 구비한 태양전지 모듈은 도 3에 도시한 바와 같이 전면 기판(310)과 후면 기판(320) 사이에 위치하여 복수의 후면 접합 태양전지를 밀봉하는 밀봉재(300)를 구비한다.
그런데, 본 발명의 실시예에 따른 인터커넥터(200)에 있어서, 브릿지부(230)의 적어도 일부 영역에는 절연층(240)이 위치하지 않는다.
따라서, 절연층(240)이 위치하지 않는 영역의 브릿지부(230)는 밀봉재(300)와 직접 접촉한다
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.
100A: 제1 태양전지
100B: 제2 태양전지
200: 인터커넥터 210: 도전성 금속
220: 탭부 230: 브릿지부
240: 절연층 250: 접착제
260: 코팅층 OA: 중첩 영역
OA-1: 접합 영역 OA-2: 미접합 영역
BA: 브릿지 영역
200: 인터커넥터 210: 도전성 금속
220: 탭부 230: 브릿지부
240: 절연층 250: 접착제
260: 코팅층 OA: 중첩 영역
OA-1: 접합 영역 OA-2: 미접합 영역
BA: 브릿지 영역
Claims (18)
- 제1 방향으로 서로 이웃한 2개의 후면 접합 태양전지 중 어느 한 태양전지의 제1 전극부를 다른 한 태양전지의 제2 전극부에 연결하는 도전성 금속을 포함하는 인터커넥터에 있어서,
상기 인터커넥터는,
상기 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 일정한 간격을 두고 위치하며, 상기 후면 접합 태양전지의 해당 전극부와 접합되는 적어도 2개의 탭부(tap portion); 및
상기 제2 방향으로 이격된 적어도 2개의 탭부를 연결하도록 상기 제2 방향으로 연장된 브릿지부(bridge portion)
를 포함하고,
상기 후면 접합 태양전지와 마주하는 상기 인터커넥터의 전면(front surface)에 있어서, 상기 후면 접합 태양전지와 상기 탭부가 중첩하는 중첩 영역 중 적어도 일부의 상기 탭부에는 절연층이 위치하며, 상기 절연층은 상기 브릿지부의 적어도 일부 영역에는 위치하지 않는 인터커넥터. - 제1항에서,
상기 도전성 금속의 전면(front surface)에는 코팅층이 형성되고, 상기 절연층은 상기 코팅층 위에 위치하는 인터커넥터. - 제2항에서,
상기 코팅층은 주석(Sn) 계열의 솔더(solder)를 포함하는 인터커넥터. - 제1항에서,
상기 도전성 금속의 전면(front surface) 중 일부에는 코팅층이 형성되고, 상기 절연층은 상기 코팅층이 위치하지 않는 영역의 상기 도전성 금속의 전면(front surface)에 위치하는 인터커넥터. - 제4항에서,
상기 코팅층은 주석(Sn) 계열의 솔더(solder)를 포함하는 인터커넥터. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에서,
상기 중첩 영역은 상기 해당 전극부와 접합되며 상기 제1 방향으로 이격된 2개의 접합 영역 및 상기 해당 전극부와 접합되지 않으며 상기 제1 방향으로 이격된 2개의 미접합 영역을 포함하고, 상기 탭부는 상기 미접합 영역 사이에 위치하는 브릿지 영역을 더 포함하며, 상기 절연층은 상기 미접합 영역에 위치하는 인터커넥터. - 제6항에서,
상기 미접합 영역은 상기 접합 영역과 상기 브릿지 영역 사이에 위치하는 인터커넥터. - 제7항에서,
상기 절연층의 제1 방향 폭은 상기 미접합 영역의 제1 방향 폭과 동일하거나, 상기 미접합 영역의 제1 방향 폭보다 크게 형성되는 인터커넥터. - 제7항에서,
상기 제1 방향으로 서로 이웃한 상기 절연층 사이의 간격은 상기 브릿지부의 제1 방향 최대 폭과 동일하거나, 상기 브릿지부의 제1 방향 최대 폭보다 작게 형성되는 인터커넥터. - 제7항에서,
상기 제1 방향으로 서로 이웃한 상기 절연층 사이의 간격은 상기 제1 방향으로 이웃한 후면 접합 태양전지 사이의 간격과 동일하거나, 상기 제1 방향으로 이웃한 후면 접합 태양전지 사이의 간격보다 작게 형성되는 인터커넥터. - 제7항에서,
상기 접합 영역에는 주석(Sn) 계열의 솔더 페이스트 또는 은(Ag) 계열의 도전성 페이스트로 형성되는 접착제가 위치하는 인터커넥터. - 제1 방향으로 각각 연장된 복수의 제1 전극 및 복수의 제2 전극, 상기 복수의 제1 전극이 연결된 제1 전극용 패드, 및 상기 복수의 제2 전극이 연결된 제2 전극용 패드를 반도체 기판의 후면에 구비하는 복수의 후면 접합 태양전지;
상기 제1 방향으로 서로 이웃한 2개의 후면 접합 태양전지 중 어느 한 태양전지의 제1 전극용 패드를 다른 한 태양전지의 제2 전극용 패드에 연결하는 인터커넥터; 및
상기 후면 접합 태양전지를 밀봉하는 밀봉재
를 포함하고,
상기 인터커넥터는 상기 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 일정한 간격을 두고 위치하며 상기 후면 접합 태양전지의 해당 전극부와 접합되는 적어도 2개의 탭부(tap portion) 및 상기 제2 방향으로 이격된 적어도 2개의 탭부를 연결하도록 상기 제2 방향으로 연장된 브릿지부(bridge portion)를 포함하는 도전성 금속을 구비하며,
상기 후면 접합 태양전지와 마주하는 상기 인터커넥터의 전면(front surface)에 있어서, 상기 후면 접합 태양전지와 상기 탭부가 중첩하는 중첩 영역 중 적어도 일부의 상기 탭부에는 절연층이 위치하고,
상기 절연층은 상기 브릿지부의 적어도 일부 영역에는 위치하지 않으며,
상기 절연층이 위치하지 않는 영역의 상기 브릿지부는 상기 밀봉재와 직접 접촉하는 태양전지 모듈. - 제12항에서,
상기 중첩 영역은 상기 해당 전극부와 접합되며 상기 제1 방향으로 이격된 2개의 접합 영역 및 상기 해당 전극부와 접합되지 않으며 상기 제1 방향으로 이격된 2개의 미접합 영역을 포함하고, 상기 탭부는 상기 미접합 영역 사이에 위치하는 브릿지 영역을 더 포함하며, 상기 절연층은 상기 미접합 영역에 위치하는 태양전지 모듈. - 제13항에서,
상기 미접합 영역은 상기 접합 영역과 상기 브릿지 영역 사이에 위치하는 태양전지 모듈. - 제14항에서,
상기 절연층의 제1 방향 폭은 상기 미접합 영역의 제1 방향 폭과 동일하거나, 상기 미접합 영역의 제1 방향 폭보다 크게 형성되는 태양전지 모듈. - 제14항에서,
상기 제1 방향으로 서로 이웃한 상기 절연층 사이의 간격은 상기 브릿지부의 제1 방향 폭과 동일하거나, 상기 브릿지부의 제1 방향 폭보다 작게 형성되는 태양전지 모듈. - 제14항에서,
상기 제1 방향으로 서로 이웃한 상기 절연층 사이의 간격은 상기 제1 방향으로 이웃한 후면 접합 태양전지 사이의 간격과 동일하거나, 상기 제1 방향으로 이웃한 후면 접합 태양전지 사이의 간격보다 작게 형성되는 태양전지 모듈. - 제13항 내지 제17항 중 어느 한 항에서,
상기 접합 영역에는 주석(Sn) 계열의 솔더 페이스트 또는 은(Ag) 계열의 도전성 페이스트로 형성되는 접착제가 위치하는 태양전지 모듈.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102294564B1 (ko) * | 2021-03-31 | 2021-08-27 | 주식회사 신성이엔지 | 태양전지용 커넥터, 이를 포함하는 슁글드 스트링 및 태양전지 모듈 |
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| JP2012094921A (ja) * | 2012-02-14 | 2012-05-17 | Sanyo Electric Co Ltd | 太陽電池モジュール |
| WO2013018533A1 (ja) * | 2011-07-29 | 2013-02-07 | 三洋電機株式会社 | 太陽電池モジュール |
| US20130340804A1 (en) * | 2012-06-22 | 2013-12-26 | Lg Electronics Inc. | Solar cell module and ribbon assembly applied to the same |
-
2014
- 2014-01-10 KR KR1020140003634A patent/KR102139225B1/ko active IP Right Grant
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| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |